典型农田土壤中有机物料分解特性及影响因素

发布时间：2020-03-26 12:22

【摘要】：有机物料施用是促进农田土壤碳贮存的主要措施。但农田土壤中有机物料分解的主控因子存在分歧,且缺乏微生物功能多样性与有机物料分解过程的联系。针对这一科学问题,本研究选取跨越我国北部至南部的典型旱作农田土壤(黑土、潮土和红壤),同时选取我国农田中常用有机物料(秸秆、根茬和有机肥),通过土壤原位试验和移位试验,以有机物料腐殖化系数、稳定碳组分、分解速率常数(k)、土壤微生物量等指标衡量有机物料分解特性,田间条件下研究气候、土壤类型及有机物料质量对有机物料分解的影响,同时采用Biolog方法研究土壤微生物功能多样性指数的变化,明确气候、土壤类型及有机物料质量对我国典型旱作农田土壤中有机物料分解的影响机制,探明微生物功能多样性与有机物料分解过程的联系。本研究的主要结果和结论如下:1.建立了土壤积温与有机物料分解的双组分动力学方程,预测了有机物料在我国不同区域的分解特征。秸秆类和有机肥在我国不同气候区分解一年后的残留率分别为23-73%和38-86%,分解四年后的残留率分别为19-35%和33-61%。说明有机肥的施用是提高土壤有机碳累积的较好措施。2.土壤、气候和有机物料及其交互作用均显著影响有机物料的腐殖化系数、稳定碳组分和分解速率常数,但有机物料是腐殖化系数、稳定碳组分及分解速率常数的主控因子,其对各自方差的解释率分别为 77.32%、71.75%和 37.20%。3.有机物料是土壤微生物量碳和微生物量氮的主控因子。有机物料分解1个月和12个月,有机物料对微生物量碳和微生物量氮的方差解释率为29.5-50.9%。有机物料的碳氮比及氮含量是主要参数。4.土壤是土壤微生物功能多样性的主控因子。特别是在有机物料分解12个月时,土壤对微生物功能多样性的衡量指标,如平均颜色变化率(AWCD)、丰富度(Shannon,H')、优势度(Simpson,D))和均匀度(McIntosh,U)的方差解释率为61.8-82.8%。土壤有机碳和粘粒含量是主要参数。
【图文】：

试验点,布图,典型试验

图２．１试验点位分布图逡逑

腐殖化系数,有机物料,牛粪,猪粪

３．２．４腐殖化系数的变化逡逑公主岭、郑州和祁阳三个点位牛粪和猪粪的腐殖化系数明显高于逡逑玉米秸杆和小麦秸秆（Ｐ＜０．０１，图３．３），且随着纬度的降低，，两者的逡逑差异越来越大。如在公主岭有机肥的腐殖化系数是秸秆的１．３９－１．７０逡逑倍，郑州为１．６６－２．０９，祁阳为２．２３－２．９３。秸秆的腐殖化系数在不同逡逑点位具有明显的差异（Ｐ＜0．0丨），其顺序为公主岭＞郑州＞祁阳。但有逡逑机肥的腐殖化系数在不同点位没有明显差异。逡逑茗邋｜＿邋ＭＳ邋Ｃ＝ＷＳ邋Ｅ＾ＣＭ逡逑二邋１００邋＿邋Ｏｒｇａｎｉｃ邋ｍａｔｅｒｉａｌ邋（ＯＭ）：邋Ｐ邋＜邋０．０１逡逑｜逦Ｓｉｔｅ邋（Ｓ）：尸邋＜０．０１逡逑ｇ邋７５邋ＯＭ邋ｘ邋Ｓ：邋Ｐ＜邋０．０１逡逑ＣＤ逦0逡逑ｌ逦ｌｂ逦＾邋ａ逡逑ｌ２５１邋ｉｌ邋ｉｎｉ邋ｒｉ§逡逑Ｇｏｎｇｚｈｕｌｉｎｇ邋Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ逦Ｑｉｙａｎｇ逡逑Ｓｉｔｅ逡逑图３．３三个点位不同有机物料的腐殖化系数（＼１Ｓ，玉米秸秆：ＶＶＳ，小麦逡逑秸秆；ＣＭ，牛粪；ＰＩＶ１，猪粪）逡逑不同字母表示同一点位不同有机物料腐殖化系数在／＞＜0．0〗水平差异显著逡逑２４逡逑
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士后
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S158

【参考文献】